Fornos conversores

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  • Publicado : 19 de agosto de 2011
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Histórico
Inicialmente o aço era feito pelo aquecimento de barras de ferro pudlado junto com carvão por períodos de até uma semana. As barras eram então quebradas em pedaços e fundidas em pequenos cadinhos que continham cerca de 20 kg cada. Até 3 toneladas de coque eram queimadas para cada tonelada de aço produzida.
Esse processo era lento e ineficiente, fazendo com que o aço fossemuito caro em comparação ao ferro. Com isso, Henry Bessemer inventou o conversor de Bessemer, que permitiu a produção do aço em grande escala, e uma diminuição do número de coque necessário. Isso fez com que o preço do aço fosse equivalente ao do ferro pudlado, impulsionando a indústria.
Em 1968 este processo se tornaria obsoleto com a invenção do processo de Linz-Donawitz, que permitia ummelhor controle da química do aço, já que o processo de Bessemer terminava em apenas 20 minutos, fazendo com que o fósforo não fosse totalmente retirado da massa fundida.
Atualmente o Conversor a Oxigênio ou Processo Linz-Donawitz é o processo mais comum para a produção de aço. Isso não impede a existência de outros, mas eles não oferecem o controle do produto final como o conversor aoxigênio.

Carga e funcionamento
Existem muitos tipos de conversores, e cada um tem uma carga e um tipo diferente de funcionamento. A seguir falarei deles:

Processo Bessemer
Este tipo de forno não precisa de combustível, já que a alta temperatura é alcançada e mantida, devido às reações químicas que acontecem quando o oxigênio do ar injetadoentra em contato com o carbono do gusa líquido. Nesse processo, há a combinação do oxigênio com o ferro, formando o óxido de ferro (FeO) que, por sua vez, se combina com o silício, o manganês e o carbono, eliminando as impurezas sob a forma de escória e gás carbônico.
O tempo do ciclo, dura em média 20 minutos e o aço resultante desse processo tem aproximadamente a seguinte composição: 0,10%de carbono, silício abaixo de 0,005%, manganês abaixo de 0,5%,0,08% de fósforo e 0,25% de enxofre.


Conversor de oxigênio
Nesse processo usa-se o princípio da injeção do oxigênio, sendo que a diferença é que o oxigênio puro é soprado sob pressão na superfície do gusa líquido, por uma lança metálica composta de vários tubos de aço. A regiãode contato entre o gusa e o oxigênio puro, chamada de zona de impacto. Nessa zona, a reação de oxidação é muito intensa e a temperatura chega a atingir entre 2500 ºC e 3000ºC, temperaturas que aceleram as reações de oxidação no gusa líquido. Um dos principais elementos presentes é o silício, mas podem ser adicionados elementos de liga para aumentar a qualidade do aço.
ConversorSiemens-Martin
Consiste em aquecer uma carga em um forno constituído de uma soleira, construída de material refratário, e com formato de abóboda. Possuem a vantagem de suportar maior temperatura de serviço, sendo que o processo pode utilizar na carga:
-somente gusa líquido mais minério de ferro como oxidante.
-gusa líquido mais minério de ferro e sucata.
-gusa sólido, minério de ferro e sucata.-somente sucata (mais raro).
Normalmente usa-se de 20 a 50% de gusa e a temperatura média de operação é de 1650 ºC.









Conversor a arco elétrico
É nos conversores elétricos que se transforma a sucata em aço. Por esse processo, se transforma energia elétrica em energia térmica, por meio da qual ocorre a fusão da sucata e/ou dogusa, sob condições controladas de temperatura e de oxidação do metal em estado líquido.
É um processo que permite também a adição de elementos de liga que melhoram as propriedades do aço e lhe dão características excepcionais, e por conta disso, é considerado como o melhor processo para a produção de aços de qualidade. É constituído de uma carcaça de aço feita de chapas espessas soldadas...
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